熒光共振能量轉移技術在食品分析檢測中的應用

□ 郝 倩 鄂爾多斯市食品檢驗檢測中心

熒光共振能量轉移技術在食品分析檢測中的應用

□ 郝 倩 鄂爾多斯市食品檢驗檢測中心

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，科學技術水平的日益提高，人們生活條件也得到了很大改善，食品安全問題也越來越成為人們關注的焦點，熒光共振能量轉移技術在食品安全檢測領域得到越來越廣泛的應用，其是一種均相分析檢測技術，具有操作簡單、靈敏度高、選擇性好、時間和空間分辨率高等優點。本文就熒光共振能量轉移技術在食品分析檢測中的應用做簡要分析，希望通過本文能夠給相關工作者帶來幫助。

食品檢測；熒光共振；能量轉移技術；抗生素

1 熒光共振能量轉移的基本原理

就FRET來講，代表2種熒光基團，這2種熒光基團一個是能量供體，另一個則為能量受體，供體與受體分別產生發射光譜和激發光譜，可以重疊在一起，且其間的距離在1.0～10.0 nm，如果采用供體激發光發射，就會發現供體的能量發生轉移，且轉移給了受體。詳細轉移過程可見如下：激發光將能量供體分子激發后，供體分子從基態躍遷為激發態，同時形成震動偶極子，由供體分子所形成的震動偶極子與周圍受體分子的偶極子相互碰撞，出現共振現象。由于相互作用發生在偶極-偶極間，供體分子激發后，就會通過非輻射躍遷方式把一部分甚至全部的能量遷移給受體，由此使受體分子受到激發。同時，在該過程中，供體以及受體分子間出現熒光強度變化的現象，就供體分子而言，逐漸下降，受體分子而言，則逐漸加強，假如將受體當作猝滅劑，則受體就不會出現熒光現象，這被稱為熒光猝滅反應，供體的熒光壽命出現下降或者受體的延長等現象也會出現。光子的發射反應在整個能量進行轉移過程中并未發生，也未發生光子進行重新吸收的現象，因而，FRET被稱作無福射的能量轉移[1-3]。

2 應用熒光共振能量轉移技術檢測分析食品

2.1 檢查真菌毒素

真菌在一定的環境下會產生某種次級代謝產物，這種代謝物被稱作真菌毒素，其根本成份有黃曲霉、赭曲霉和伏馬菌等毒素以及玉米赤霉烯酮構成，在變質的農產品及其制品中普遍存有，舉例，在發生變質的花生以及玉米中。通常來說，真菌毒素作為某種有機的小分子，擁有極好的熱穩定性，一般在進行加工農產品時不會被損壞，此外，在某種程度上真菌毒素對人具有很大的危害，因為即使其濃度很低也會給人和動物帶來毒害作用。

2.2 檢查重金屬

自然界中，普遍存在著重金屬，主要有鉛、汞、銀、銅等，這些重金屬不但污染環境，甚至還通過一些途徑進入人體，如人的皮膚或食物，且這些重金屬在人體內積蓄到一定量就會毒害人體。所以，要保證食品安全，杜絕重金屬超標，確保人體健康。

在寡核苷酸序列中，Hg2+能使胸腺嘧啶(thymine，T)形成另一構造，這種構造叫T-Hg2+-T，并且具有高度穩定性。FRET傳感器利用這一原理檢查Hg2+，且被普遍宣傳。對于用FRET傳感器檢查Hg2+，分子信標模式被Magdalena等創立，在檢查是控制為19 nmol/L。一條含有T堿基的核酸鏈被Huang等建立起來，將量子點作為能量供體，能量受體則是納米金，從而使FRET傳感器被設計出，用來檢測Hg2+。利用此檢測法可控制在0.18 nmol/L，有良好的選擇性。王進軍等則改變以上方法，將納米粒子作為供體，受體為氧化石墨烯，從而創建FRET法，檢測Hg2+，此法具有高度靈敏性，且特異性好，檢測Hg2+時可控制在0.5 nmol/L。同時，在重金屬離子、鉛、銀離子以及銅離子等檢測領域，FRET技術得到普遍應用。

2.3 檢查抗生素

抗生素作為抗菌藥物，在醫療衛生、牲畜行業、水產養殖業以及食品加工業等領域都得到了普遍應用?？股氐姆N類有很多，一般有內酰胺類、氨基糖苷類、大環內酯類以及四環素類等。對抗生素本身來講，生物活性高、毒害性持久以及密集性的生物會給人類健康帶來嚴重危害。王曉梅等分別將有機染料以及納米金當做供體與受體，創造了FRET適配體傳感器，從而被用來對卡那霉素的檢查。在適配體的一端標注有機分子，不存在卡那霉素時，在納米金的表面則可以粘住適配體，從而拉近有機分子和納米金的距離，納米金猝滅有機分子的熒光，在卡那霉素存在的情況下，適配體與卡那霉素組合，因而與納米金隔離，在該過程中有機分子的熒光恢復原狀。對有機分子來講，熒光的恢復速度受到卡那霉素濃度干涉，其兩者間成正比現象，線性大約在0.8～350 nmol/L間，檢查結果在0.3 nmol/L。Ramezani等則用有機染料和納米金分別作為供體和受體，與循環放大的檢測方法構建了FRET體系用于卡那霉素的測定。

3 結語

當熒光共振能量遷移技術被當成一項均相剖析方法時，擁有很多優點，比如：較高的靈敏性、良好的選擇性以及迅速簡便，且在食品安全檢測面同樣取得了快速發展。結合以上的探究結果，在此領域的發展方向可能有以下幾點：①應用長波激發的新型熒光材料當作能量供體。②探索高能的能量受體。③和其他技術相結合，比如：循環放大和芯片技術。把FRET技術和新型納米材料以及新型技術相結合，將對食品安全方面，帶來更多、更可靠的迅速靈敏檢查方技術，為食品安全領域帶來了強烈的技術支撐。

[1]古樂.基于多適配體和熒光共振能量轉移技術的蛋白質檢測方法研究[D].北京:北京理工大學,2016.

[2]董全喜.熒光共振能量轉移在DNA檢測中的應用研究[D].天津:天津工業大學,2007.

[3]李小燕.熒光共振能量轉移光譜法用于食品監測的研究[D].成都:四川師范大學,2006.